یک کاتالیزور منحصربه‌فرد برای تجزیه کردن پلاستیک‌ها راه را برای بازآفرینی پلاستیک هموار می‌کند

شکل ۱. تصویری از دو نوع کاتالیزور، با بخشی از پوسته برداشته‌شده برای نشان دادن فضای داخلی. کره سفید نشان‌دهنده پوسته سیلیس است، حفره‌ها منافذ هستند. کره‌های سبز روشن مکان‌های کاتالیزوری را نشان می‌دهند، آن‌هایی که در سمت چپ قرار دارند بسیار کوچک‌تر از آن‌هایی هستند که در سمت راست قرار دارند. رشته‌های قرمز بلندتر، زنجیره‌های پلیمری را نشان می‌دهند و رشته‌های کوتاه‌تر، محصولاتی پس از کاتالیز هستند. همه رشته‌های کوتاه‌تر از نظر اندازه مشابه هستند، که انتخاب‌پذیری سازگار در میان تغییرات کاتالیزور را نشان می‌دهد. علاوه‌بر این، زنجیره‌های کوچک‌تر بیشتری توسط مکان‌های کاتالیزور کوچک‌تر تولید می‌شوند، زیرا واکنش سریع‌تر رخ می‌دهد. منتشر شده در scitechdaily به تاریخ ۲۷ می، ۲۰۲۲لینک منبع: A Unique Catalyst for Breaking Down Plastics Paves the Way for Plastic Upcyclingتکنولوژی‌های بازآفرینی پلاستیک توسط یک کاتالیزور اخیرا توسعه‌یافته برای تجزیه پلاستیک‌ها در حال پیشرفت هستند. گروهی از دانشمندان که توسط آزمایشگاه Ames هدایت می‌شوند، اولین کاتالیست غیرآلی در سال ۲۰۲۰ را کشف کردند تا پلاستیک‌های پلی‌اولفین را به مولکول‌هایی تجزیه کنند که می‌توانند برای ایجاد محصولات با ارزش‌تر مورد استفاده قرار گیرند. در حال حاضر این تیم یک استراتژی را برای سرعت بخشیدن به تحول، بدون قربانی کردن محصولات مطلوب توسعه و اعتبار بخشیده‌است.کاتالیزور در اصل توسط Wenyu Huang، دانشمند در آزمایشگاه Ames طراحی شده‌بود. که شامل ذرات پلاتین ایت که بر روی یک هسته سیلیسی جامد قرار گرفته و توسط یک پوسته سیلیس با منافذ یکنواخت احاطه شده‌است که دسترسی به محل‌های کاتالیزوری را فراهم می‌کند. مقدار کل پلاتین مورد نیاز بسیار کم است، که به دلیل هزینه بالا و عرضه محدود پلاتین مهم است. در طول آزمایش‌ها واسازی، زنجیره‌های پلیمری طولانی به درون منافذ کشیده می‌شوند و با محل‌های کاتالیزوری تماس می‌گیرند، و سپس زنجیرها به قطعات کوچک‌تر که دیگر ماده پلاستیکی نیستند، شکسته می‌شوند (تصویر بالا را برای جزئیات بیشتر ببینید).بنا به گفته Aaron Sadow، دانشمند آزمایشگاه Ames و مدیر موسسه ارتقا بازافرینی پلاستیک (iCOUP)، این تیم سه نوع مختلف از کاتالیست را ساخت. هر تغییر دارای اندازه یکسان هسته‌ و صدف‌های متخلخل بود، اما قطر متغیر ذرات پلاتینی، از ۱.۷ تا ۲.۹ تا ۵.۰ نانومتر بود.محققان فرض کردند که تفاوت در اندازه ذرات پلاتین بر طول زنجیره محصول تاثیر می‌گذارد، بنابراین ذرات بزرگ پلاتین زنجیره‌های بلندتر و ذرات کوچک زنجیره‌های کوتاه‌تر را می‌سازند. با این حال، تیم کشف کرد که طول زنجیره محصول برای هر سه کاتالیزور اندازه یکسانی دارد.در ادبیات، انتخاب‌پذیری برای واکنش‌های شکست پیوند کربن-کربن معمولا با اندازه نانوذرات پلاتین تغییر می‌کند. جناب Sadow گفت: با قرار دادن پلاتین در انتهای منافذ، چیزی کاملاً منحصر به فرد دیدیم.در عوض، سرعت شکسته شدن زنجیره‌ها به مولکول‌های کوچک‌تر برای سه کاتالیزور متفاوت بود. ذرات بزرگ‌تر پلاتین با زنجیره پلیمری بلند واکنش نشان دادند در حالی که ذرات کوچک‌تر واکنش سریع‌تری داشتند. این نرخ افزایش یافته می‌تواند ناشی از درصد بالاتر محل‌های پلاتین لبه و گوشه روی سطوح نانوذرات کوچکتر باشد. این محل‌ها در شکافتن زنجیره پلیمری نسبت‌به پلاتین واقع در سطوح ذرات فعال‌تر هستند.با توجه به گفته Sadow، نتایج مهم هستند زیرا آن‌ها نشان می‌دهند که فعالیت می‌تواند به‌طور مستقل از انتخاب‌پذیری در این واکنش‌ها تنظیم شود. او گفت: «اکنون، ما مطمئن هستیم که می‌توانیم یک کاتالیزور فعال‌تر بسازیم که پلیمر را حتی سریع‌تر بجود، در حالی که از پارامترهای ساختاری کاتالیزور برای تغییر طول زنجیره محصول خاص استفاده می‌کند.»هوانگ توضیح داد که این نوع واکنش‌پذیری مولکولی بزرگ‌تر در کاتالیزور متخلخل به‌طور کلی به‌طور گسترده مورد مطالعه قرار نگرفته‌است. بنابراین، این تحقیق برای درک علم بنیادی و همچنین چگونگی عملکرد آن برای پلاستیک‌های بازآفرینی‌شده مهم است.ما واقعا نیاز داریم که سیستم را بیشتر درک کنیم زیرا هنوز هم هر روز چیزهای جدید یاد می‌گیریم. هوانگ گفت: «ما در حال بررسی پارامترهای دیگری هستیم که می‌توانیم تنظیم کنیم تا نرخ تولید را افزایش داده و توزیع محصول را تغییر دهیم.» «بنابراین چیزهای جدید زیادی در لیست ما وجود دارد که منتظر کشف آن‌ها هستیم.»این متن با استفاده از ربات ‌ترجمه مقالات شیمی ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.